下载文档原格式
致密砂岩储层含气性检测技术及应用
致密砂岩储层是油气田开发中重要的石油和天然气储层，它们的
探明和开发具有重要意义。
致密砂岩储层一般气体含量低，因而在气
体勘探开发利用方面具有一定的技术挑战性和风险。
因此，对致密砂
岩储层的含气性、可采性及储量估算至关重要。
在油气勘探开发的过程中，探明致密储层含气性似乎是最大的技
术难题，目前已经建立起多种含气性检测技术，主要有实验室分析法、野外地质潜孔气量测定法、电波速度测定法、电流平衡法、气体全分
析仪测定法以及探井PTEX等几种检测技术，它们的检测内容、检测方
法及检测结果的应用各不相同。
实验室分析法是研究致密砂岩储层含气性的基本技术，使用它可
以检测集结层、砂岩岩心取样分析以及油田的储层岩心等。
野外地质
潜孔气量测定法是通过潜孔注放水并收集潜孔内气体比重及气体量含量，来检测致密储层含气性。
电波速度测定法则可通过对野外振元素
电磁信号传播速度和纵波弹性模量的检测，以估算油层含气量。
此外，电流平衡法是一个野外测定油层含气量的重要方法，它可以结合电流
实验结果，反演出油层含气量。
气体全分析仪测定法和探井PTEX技术
也可以用来研究致密砂岩储层的含气性。
致密砂岩储层的含气性检测是油气勘探开发的重要环节，也是拓
展油气资源的基础。
我国科学家正在不断改进上述技术，开发适用于
特定岩性的含气性检测技术，以实现更加准确、高效的探明致密砂岩
储层含气性。
随着技术的不断成熟，将为国内油气勘探开发贡献更多
可观的成果。
XGBoost算法在致密砂岩气储层测井解释中的应用闫星宇;顾汉明;肖逸飞;任浩;倪俊【摘要】Conventional single-model machine learning methods used in tight-sand gas reservoir interpretation on well logging data have the multi-solution problem.To overcome this problem,we use the XGBoost algorithm. Based on logging data in the Area A,different types of well logging data are used as input variables,and a regression prediction model is established by XGBoost algorithm. The porosity and permeability in this area are predicted.The optimization of various parameters in XGBoost algorithm is also discussed.The classification prediction model established by XGBoost algorithm predicts reservoir types in the area.Based on our prediction results,the XGBoost algorithm achieves a better porosity & permeability prediction and tight-sand gas reservoir identification in the area compared with the random forest method and vector-supported machine algorithms.%传统单一模型的机器学习方法用于致密砂岩气储层测井解释时存在多解性,为此,将XGBoost算法应用于致密砂岩气储层测井解释.基于A工区测井解释资料,以不同种类的测井资料作为输入变量,通过XGBoost算法建立回归预测模型,预测该区孔隙度与渗透率参数,并探讨了XGBoost算法中各类参数的优化.以准确率指标为评价标准,通过XGBoost算法建立的分类预测模型对该区储层类型进行预测,同时与随机森林方法和支持向量机算法进行比较,XGBoost算法的预测效果较好.结果表明XGBoost算法能准确地预测孔隙度、渗透率并对该工区致密砂岩气层进行有效识别.【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2019(054)002【总页数】10页(P447-455,前插7)【关键词】致密砂岩气储层;机器学习;XGBoost算法;测井解释【作者】闫星宇;顾汉明;肖逸飞;任浩;倪俊【作者单位】中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院,湖北武汉 430074;中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院,湖北武汉 430074;地球内部多尺度成像湖北省重点实验室,湖北武汉 430074;中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院,湖北武汉 430074;中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院,湖北武汉 430074;中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院,湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】P6310 引言致密砂岩气储层作为一种非常规气藏，在油气勘探开发中受到了越来越多的关注[1]，准确识别和评价致密砂岩气储层是成功开采气藏的前提。
煤成气砂岩储层的测井探测技术煤成气砂岩是指煤矿开采过程中形成的含有可燃气体的砂岩储层。
煤成气砂岩储层的测井探测技术主要包括物理性质测井、电测井和核子测井等方法。
本文将详细介绍这些探测技术的原理和应用。
一、物性测井物性测井是利用物性参数（如密度、声波速度、电阻率等）来探测储层中油气和岩石的性质。
在煤成气砂岩储层中，以下几种物性测井方法较为常用。
1. 密度测井密度测井是通过测量储层的密度来判断其孔隙度和含气饱和度。
在煤成气砂岩储层中，煤层和砂岩的密度差异较大，通过密度测井可以较为准确地判断储层中的煤和砂岩的分布情况。
2. 声波测井声波测井是利用声波的传播速度和衰减程度来推断岩石的孔隙度、饱和度和裂缝等性质。
在煤成气砂岩储层中，煤层的声波传播速度较低，而砂岩层的声波传播速度较高，通过声波测井可以精确判断储层中的煤和砂岩的厚度和分布。
3. 电阻率测井电阻率测井是利用储层中电流通过的难度来推断岩石的孔隙度和饱和度等性质。
在煤成气砂岩储层中，煤层的电阻率较低，而砂岩层的电阻率较高，通过电阻率测井可以判断储层中的煤和砂岩的分布情况。
二、电测井电测井是利用测井仪器传输电流经过储层后的电阻变化来推断储层中的孔隙度、含水饱和度和含油饱和度等性质。
在煤成气砂岩储层中，由于煤层本身的导电性较低，而砂岩层的导电性较高，通过电测井可以较好地判断储层的含水饱和度和含油饱和度。
三、核子测井核子测井是利用放射性同位素散射或吸收来测量储层的孔隙度、饱和度和密度等性质。
在煤成气砂岩储层中，通过核子测井可以判断储层的含水饱和度和含气饱和度等重要参数。
综上所述，煤成气砂岩储层的测井探测技术主要包括物性测井、电测井和核子测井等方法。
这些探测技术可以帮助石油工程师准确判断储层的性质和储量，并为开采和管理提供重要的参考依据。
致密砂岩气层测井解释方法综述章雄,潘和平,骆淼,李清松,赵卫平(中国地质大学地球物理与空间信息学院,武汉430074) 2005致密砂岩气层是指地下含有天然气的,其孔隙度低(一般小于10 %) , 含水饱和度高(大于40 %) 而渗透率(小于0. 1 ×10 - 3 μm2 ) 勉强能使天然气渗流的砂岩层。
由于这类砂岩层往往处于深处或盆地的深部,所以又常称为深层致密砂岩气层。
美国能源部根据渗透率进一步把致密砂岩气藏划分为:一般性气藏(渗透率大于1 ×10 - 3μm2 )；近致密气藏(渗透率在0.1～1×10-3μm2)；标准致密气藏(渗透率大于0. 05～0. 1 ×10 - 3μm2 ) ;极致密气藏(渗透率大于0. 001～0. 05×10 - 3μm2 ) ;超致密气藏(渗透率大于0.0001～0.001×10- 3μm2)。
加拿大的阿尔伯达盆地(又叫西加盆地),美国落基山地区,中国的鄂尔多斯盆地等地区都蕴藏着丰富的天然气资源,同时又都是典型的致密砂岩气田。
虽然致密含气砂岩层在世界上很多含油气盆地都有分布,但目前对这种资源进行卓有成效的加以开发利用的,主要局限于美国、加拿为数不多的几个国家。
气层的直接识别是测井地质专家们常用的气层识别方法,由于该方法快速、直观、简单易行而受到广泛应用。
常用的直接识别方法包括:曲线重叠法和交会图法等。
211 曲线重叠法三孔隙度曲线重叠法(即:中子孔隙度—密度孔隙度法、中子孔隙度—声波孔隙度法) 是气层直接识别方法中最为常用的方法。
中子孔隙度—密度孔隙度法(即:核测井孔隙度差异法) 最早是谭廷栋教授提出的一种适合于深层致密砂岩天然气勘探的有效方法。
深层天然气由于埋藏深,储层孔隙度小,核测井(中子和密度测井) 读数的分辨率较低。
采用传统的核测井读数差异难以发现深层天然气。
核测井孔隙度差异法是将核测井读数转换成核测井孔隙度,在气层由于天然气的存在使得中子。
砂岩气层测井解释方法综述摘要致密砂岩气层测井解释一直是国内外测井界重点想要突破的技术，由于这种技术对天然气发现和开采，同时对环境保护具有重要的价值和意义，所以这种技术的突破是许多发达国家在天然气能源开发中积极探索和不断研究的内容。
本文主要借助定性和定量等相关方法来进一步做好研究，并通过对微裂缝的分析来做好致密砂岩气层测井解释，希望为相关人士做好技术参考。
关键词致密砂岩气层；测井解释；方法；微裂缝致密砂岩气层之所以具有研究价值，并引入测井方法，就是因为其具有非常重要的开发价值，其实致密砂岩气层本身储备着丰富的天然气，但是由于其孔隙率非常低，一般在10%以下，但是渗水率却异常高，在40%以上，所以导致天然气渗透率较低，但是这类气层在中国的天然气开采中占比较大，储备气体也非常诱人，例如中国的鄂尔多斯盆地就是拥有丰富的致密砂岩气层，所以这为中国的天然气开采既提供了机会，但也带来了不小的挑战。
比如说对这类岩层的寻找，需要的测井技术。
1 致密砂岩气层测井技术分析随着中国工业装备设计和制造水平提升，以及天然气核心技术不断积累和突破，中国在致密砂岩气层测井方面有非常大的进步，也演变出非常不断的方法。
1.1 直接识别测井这是非常常见的一种测井解释，这是建立在中国油气田井人不断研究和分析的基础上，其方法主要比较直观，使用也相对简单，所以被许多学者专家所推崇。
其中包括曲线重叠法，还有交汇图法。
曲线重叠法主要分为中子—密度孔隙法，中子—声波孔隙法，岩性—孔隙度法。
由于在致密砂岩气层本身天然气埋深较大，但是孔隙较小，核测井技术在数据变化中也难以将其找出，为了提高测井的灵敏度，故将核测井的基础读数转化成测井的孔隙度，这样岩层和天然气本身的孔隙度不同，所以二者混合时中子孔隙降低，但是读数增大，二者重叠出现差异，而且这种差异越大，那么说明测井面积越大，致密砂岩气层面积也越多[1]。
而中子—声波孔隙法，充分利用声波在不同介质中传播速度不同，而天然氣本身含有“氢”低于油和水，那么当声波通过时速度会降低，与在地下不同介质通过的速度相比更慢（如表一），就会产生一定的时间差，而这样的差异最终会反映在测井曲线上产生不同的曲线，而重叠部分就会出现，这就是致密砂岩气层所在位置。
第30卷 第7期 核 技 术 V ol. 30, No.7 2007年7月 NUCLEAR TECHNIQUES July 2007——————————————第一作者：李天降，男，1976年出生，2004年于中国地质大学获硕士学位，现为在读博士研究生 收稿日期：2006-04-12，修回日期：2006-11-14致密砂岩气藏核磁共振测井与常规测井的孔与渗透模型关系李天降1 李子丰1 郭振华2 赵彦超2 王长进1 沈中华31（燕山大学 秦皇岛 066004） 2（中国地质大学 武汉 430074） 3（辽河油田兴隆台采油厂 盘锦 124010）摘要 为建立良好的测井物性解释模型，以更准确地评价塔巴庙地区上古生界盒3段致密砂岩气藏产能，对比了14块岩样的核磁孔隙度与其岩心孔隙度，发现它们有线性相关性；对比核磁渗透率与岩心渗透率，也获相同结果。
这表明核磁孔渗与常规孔渗线性相关。
以此为依据，以核磁共振测井的孔渗为桥梁，以常规测井数据为基础，建立了常规测井的孔、渗计算模型。
所建模型既避免了取心位置与常规测井之间深度的不一致性，又不会存在因岩心数据的不连续而带来的岩心孔渗模型计算值应有的误差，所以它更适合于盒3段储层孔渗的评价。
关键词 核磁共振测井，孔隙度，渗透率，致密砂岩，气藏，常规测井 中图分类号 P631.81，TE357将岩心物性分析数据与常规测井参数作多元回归分析，可建立常规测井物性解释的数学模型。
然而，这种方法一般要求有一定数量的岩心物性资料作保证，同时，取心深度与测井深度也存在误差，故较为精确的测井物性解释的数学模型的建立，存在一定的难度。
核磁共振测井是目前唯一能直接测量储层（油层、气层、水层）的自由流体孔隙度的测井方法。
测量结果不受泥浆、泥饼及滤液侵入的影响，也不破坏动态平衡状态和孔隙结构。
该方法能提供与岩石岩性无关的孔隙度、与地层水矿化度无关的含水饱和度、孔径分布、渗透率等参数，解释直观，并无多解性，具有独特的优点[1]。
致密砂岩油气藏形成机理及勘探技术（调研报告）编写人：牛宝荣孙占东主要参加人：王幸才王琦莫增敏李元萍杨丹王成辉审核：刘永军吐哈油田公司勘探开发研究院科技信息中心二零零九年三月目录一、致密砂岩油气藏形成机理及特征 (1)1.致密砂岩的形成机制 (1)2.致密砂岩的封闭机理及储层特性 (2)3.致密砂岩油气藏特征 (4)4.致密砂岩气藏的划分 (5)4.1两种气藏成藏特征异同点 (7)4.2两种气藏成藏条件异同点 (8)4.3两种气藏成藏模式及分布规律异同点 (13)二、典型致密砂岩油气藏实例 (14)1.加拿大阿尔伯达盆地深盆气藏 (14)2.美国落基山地区深盆气藏 (15)3.鄂尔多斯盆地上古生界深盆气藏 (16)4.四川盆地西部坳陷的中生界陆相致密砂岩气藏 (17)三、致密砂岩油气藏的勘探技术 (18)1.用屏蔽暂堵技术提高致密砂岩油气层测井识别能力 (19)2.致密砂岩孔隙度计算方法 (23)3.地震裂缝综合预测技术 (26)4.致密砂岩油气层测井评价新技术 (30)5.致密砂岩气层的识别技术方法 (32)6.致密含气砂岩的多参数联合反演预测技术 (35)四、勘探技术现实中的应用 (41)1、屏蔽暂堵技术应用效果（以鄂尔多斯盆地北部塔巴庙致密砂岩气藏为例） (41)2、致密砂岩孔隙度计算方法的应用效果（以鄂尔多斯盆地北部下二叠系下石盒子组测井数据为例） (42)3．地震裂缝综合预测技术应用效果（以川西BMM 地区侏罗系沙溪庙组地层为例） (43)4、致密砂岩油气层测井评价新技术的应用效果（以鄂尔多斯盆地上古生界以陆相、海陆交互相碎屑岩为例） (43)5、致密砂岩气层的识别技术方法的应用效果（以鄂尔多斯盆地陕北斜坡东南部陕北富县探区上古生界致密砂岩为例） (45)6、多参数联合反演预测技术的应用效果（以川南须家河组致密砂岩储层为例） (46)五、结论 (49)六、结束语 (51)致密砂岩油气藏形成机理及勘探技术一、致密砂岩油气藏形成机理及特征1、致密砂岩的形成机制砂岩发生机械压实作用，其孔隙及喉道被粘土矿物、自生矿物次生加大充填而形成网格状微细孔喉结构，具有较高的毛细管压力，由此演化成为低渗透致密砂岩。
0 引言四川盆地中江气田中侏罗统沙溪庙组气藏为典型的低孔隙度、低渗透率致密砂岩气藏，有效利用测井资料精准识别储层流体性质，求取储层孔隙度、渗透率、含气含水饱和度（以下简称孔渗饱）等参数，评价致密砂岩气储层，对于该区天然气勘探开发工作具有重要的意义。
但由于致密砂岩储层孔隙度低，孔隙结构特征复杂，储层非均质性强等原因，测井响应特征不能准确反映流体性质，导致测井解释出现多解性。
例如经典的孔饱交会（孔隙度与含水饱和度交会图识别方法）、P 1/2正态分布法[1-2]等常规流体识别方法已不能完全适用，同时由于气藏次生孔隙占据重要地位，孔径极差大，孔渗关系差[3]，经典的威利公式、阿尔奇公式预测的孔渗饱等参数精度较低，影响了致密砂岩气藏的开发效率。
为准确评价该气田沙溪庙组储层的流体性质并精准计算储层参数，笔者在详细分析研究不同类型储层测井响应特征的基础上，采用包含视孔道弯曲度指数、电阻率侵入校正差比等新的流体识别因子的多参数组合法和BP 神经网络法来开展储层流体识别，采用多元回归法计算孔隙度、流动单元法计算渗透率、变岩—电参数的Archie 公式计算饱和度。
该套技术实现了对中江气田致密砂岩储层流体性质的精准判别和参数的高精度定量评价，在生产应用中取得了良好的效果。
1 基本地质特征中江气田位于四川省德阳市中江县（距离成都45 km ），区域上处于四川盆地川西坳陷东斜坡带。
内部构造呈现“三隆夹一凹”的特征，主要生产层位为沙溪庙组。
中江气田沙溪庙组埋深介于1 800～3 200 m ，地质条件复杂，具有“两多、一低、一强、一大”的特征。
“两多”即纵向上含气砂体多（11套砂组、18套小层砂体，平均砂厚18 m ，平均有效厚度薄仅为基金项目：国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”子课题“川西凹陷斜坡带复杂致密砂岩气藏开发关键技术”（编号：2016ZX05048-004）。
作者简介：陈俊，1980年生，工程师，硕士；主要从事地质综合研究工作。
作者简介:杨双定,1966年生,高级工程师;1991年毕业于西南石油学院测井专业,1999年获西南石油学院地球探测与信息专业硕士学位;现从事测井资料综合解释及方法研究工作。
地址:(710201)陕西省西安市长庆路方元大厦。
电话:(029)86029722。
E 2mail :cjc_ysd @鄂尔多斯盆地致密砂岩气层测井评价新技术杨双定(中国石油集团测井有限公司长庆事业部) 杨双定.鄂尔多斯盆地致密砂岩气层测井评价新技术.天然气工业,2005;25(9):45～47 摘 要 鄂尔多斯盆地上古生界以陆相、海陆交互相碎屑岩为主,属于低孔、低渗的致密砂岩储集层。
由于其低孔、低渗、非均质性强等原因,使利用常规测井资料正确识别气层的难度增大。
文章分析认为,上古生界气田测井特征受岩性物性作用比较明显,石英砂岩和岩屑砂岩的测井特征与含气特征不同,电性上高低电阻率气层共存。
在综合利用成象测井新技术提供的新方法及多信息、高精度参数,在分析储层特征的基础上,结合实验数据确定了核磁共振变等待时间的测井参数,提出了对致密气层识别有效的气层识别新方法,主要为基于核磁共振测井的差谱法、移谱法,基于交叉偶极声波测井纵波差值法。
通过实例分析,证明了方法的有效性,较好地解决了低孔、低渗致密气层和低阻砂岩储层的气层识别问题,提高了测井识别的准确率,解释符合率达85%以上。
主题词 鄂尔多斯盆地 核磁测井 声波测井 致密砂岩 储集层 流体一、储层特征 鄂尔多斯盆地上古生界以陆相、海陆交互相碎屑岩为主。
自下而上发育着石炭系本溪组、太原组、二叠系山西组、石盒子组和石千峰组。
其中太原组、山西组、石盒子组是主要储集层,储集层岩性为浅灰色含砾粗砂岩,灰—灰白色中粒石英砂岩,灰绿色岩屑质石英砂岩,岩屑砂岩等。
上古生界主要储集层砂岩经历了漫长而复杂的成岩后生作用的改造,储集岩中的原生孔隙大部分遭受破坏,仅存残余粒间孔、自生溶孔以及高岭石晶间孔,从而构成了上古生界低孔、低渗砂岩的储集体系。
主要测井曲线及其含义主要测井曲线及其含义一、自然电位测井：测量在地层电化学作用下产生的电位。
自然电位极性的“正”、“负”以及幅度的大小与泥浆滤液电阻率Rmf和地层水电阻率Rw的关系一致。
Rmf≈Rw时，SP几乎是平直的；Rmf＞Rw时SP为负异常；Rmf＜Rw 时，SP在渗透层表现为正异常。
自然电位测井SP曲线的应用：①划分渗透性地层。
②判断岩性，进行地层对比。
③估计泥质含量。
④确定地层水电阻率。
⑤判断水淹层。
⑥沉积相研究。
自然电位正异常Rmf＜Rw时，SP出现正异常。
淡水层Rw很大（浅部地层）咸水泥浆（相对与地层水电阻率而言）自然电位测井自然电位曲线与自然伽马、微电极曲线具有较好的对应性。
自然电位曲线在水淹层出现基线偏移二、普通视电阻率测井（R4、R2.5）普通视电阻率测井是研究各种介质中的电场分布的一种测井方法。
测量时先给介质通入电流造成人工电场，这个场的分布特点决定于周围介质的电阻率，因此，只要测出各种介质中的电场分布特点就可确定介质的电阻率。
视电阻率曲线的应用：①划分岩性剖面。
②求岩层的真电阻率。
③求岩层孔隙度。
④深度校正。
⑤地层对比。
电极系测井2.5米底部梯度电阻率进套管时有一屏蔽尖，它对应套管鞋深度；若套管下的较深，在测井图上可能无屏蔽尖，这时可用曲线回零时的半幅点向上推一个电极距的长度即可。
底部梯度电极系分层：顶：低点；底：高值。
三、微电极测井（ML）微电极测井是一种微电阻率测井方法。
其纵向分辨能力强，可直观地判断渗透层。
主要应用：①划分岩性剖面。
②确定岩层界面。
③确定含油砂岩的有效厚度。
④确定大井径井段。
⑤确定冲洗带电阻率Rxo及泥饼厚度hmc。
微电极确定油层有效厚度微电极测井微电极曲线应能反映出岩性变化，在淡水泥浆、井径规则的条件下，对于砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩，微电极曲线的幅度及幅度差，应逐渐减小。
四、双感应测井感应测井是利用电磁感应原理测量介质电导率的一种测井方法，感应测井得到一条介质电导率随井深变化的曲线就是感应测井曲线。
致密砂岩气层测井解释方法综述
章雄;潘和平;骆淼;李清松;赵卫平
【期刊名称】《工程地球物理学报》
【年(卷),期】2005(002)006
【摘要】基于国内外测井界对于致密含气砂岩测井解释进行的大量探索和研究,对常规的和非常规的定性和定量识别方法进行了分析对比,指出各类方法的优缺点,并且探讨了微裂缝的识别方法及其意义.最后总结了现有方法的特点,给出了致密含气砂岩测井解释的建议.
【总页数】6页(P431-436)
【作者】章雄;潘和平;骆淼;李清松;赵卫平
【作者单位】中国地质大学地球物理与空间信息学院,武汉,430074;中国地质大学地球物理与空间信息学院,武汉,430074;中国地质大学地球物理与空间信息学院,武汉,430074;中国地质大学地球物理与空间信息学院,武汉,430074;中国地质大学地球物理与空间信息学院,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】P631.8
【相关文献】
1.人工蜂群最优化测井解释方法在致密砂岩储层评价中的应用 [J], 孙茹雪;潘保芝;石玉江;张海涛;杨晓明;李晓
2.致密砂岩储层覆压物性参数测井解释方法研究
——以鄂尔多斯盆地南部延长组长8致密储层为例 [J], 白远;景成;云彦舒;田丰;康胜松;谢旭强
3.致密砂岩储层覆压物性参数测井解释方法研究——以鄂尔多斯盆地南部延长组长8致密储层为例 [J], 白远;景成;云彦舒;田丰;康胜松;谢旭强
4.乌马营二叠系致密砂岩气层测井评价方法的完善 [J], 邵阳;刘俊东;袁雪花;徐明;袁洪波;席斌;胡博;刘洋
5.油润湿致密砂岩核磁共振双TW测井解释方法与流体识别 [J], 李博;谭茂金;张海涛
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
致密砂岩气层测井解释方法综述章雄,潘和平,骆淼,李清松,赵卫平(中国地质大学地球物理与空间信息学院,武汉430074) 2005致密砂岩气层是指地下含有天然气的,其孔隙度低(一般小于10 %) , 含水饱和度高(大于40 %) 而渗透率(小于0. 1 ×10 - 3 μm2 ) 勉强能使天然气渗流的砂岩层。
由于这类砂岩层往往处于深处或盆地的深部,所以又常称为深层致密砂岩气层。
美国能源部根据渗透率进一步把致密砂岩气藏划分为:一般性气藏(渗透率大于1 ×10 - 3μm2 )；近致密气藏(渗透率在0.1～1×10-3μm2)；标准致密气藏(渗透率大于0. 05～0. 1 ×10 - 3μm2 ) ;极致密气藏(渗透率大于0. 001～0. 05×10 - 3μm2 ) ;超致密气藏(渗透率大于0.0001～0.001×10- 3μm2)。
加拿大的阿尔伯达盆地(又叫西加盆地),美国落基山地区,中国的鄂尔多斯盆地等地区都蕴藏着丰富的天然气资源,同时又都是典型的致密砂岩气田。
虽然致密含气砂岩层在世界上很多含油气盆地都有分布,但目前对这种资源进行卓有成效的加以开发利用的,主要局限于美国、加拿为数不多的几个国家。
气层的直接识别是测井地质专家们常用的气层识别方法,由于该方法快速、直观、简单易行而受到广泛应用。
常用的直接识别方法包括:曲线重叠法和交会图法等。
211 曲线重叠法三孔隙度曲线重叠法(即:中子孔隙度—密度孔隙度法、中子孔隙度—声波孔隙度法) 是气层直接识别方法中最为常用的方法。
中子孔隙度—密度孔隙度法(即:核测井孔隙度差异法) 最早是谭廷栋教授提出的一种适合于深层致密砂岩天然气勘探的有效方法。
深层天然气由于埋藏深,储层孔隙度小,核测井(中子和密度测井) 读数的分辨率较低。
采用传统的核测井读数差异难以发现深层天然气。
核测井孔隙度差异法是将核测井读数转换成核测井孔隙度,在气层由于天然气的存在使得中子孔隙度减小,密度测井孔隙度增大,两者重叠出现负异常。
地层含气饱和度越大,重叠区域的差异面积也会越大。
李云省等(2003) 采用中子孔隙度—声波孔隙度法识别气层效果较好。
当地层孔隙中含有天然气时,由于天然气含氢量低于水和油,所以气层中子的孔隙度会降低。
而由于声波在气层中的传播速度比在油和水中的低,所以气层的声波时差会增大,甚至会出现“周波跳跃”。
所以在测井曲线图上含气层的中子和声波时差曲线就会出现重叠区域。
地层含气饱和度越大,重叠区域的差异面积也会越大。
212 中子密度交会图法交会图法也是一种直观识别方法。
它主要是利用气层与非气层在测井曲线上值的大小不同进行交会,找出气层的测井响应范围,进而达到识别气层的目的。
实践表明,中子和密度测井是对天然气响应最明显的两种测井方法。
将储层处的中子和密度测井值进行交会,会发现气层交会点和非气层交会点有一较明显的界线,。
所以可以直接利用中子和密度测井值识别气层。
3 定量识别方法定量的方法能更加客观、准确的识别气层。
现在,国内外的许多油气田都根据各自的实际情况,摸索出一系列有效的致密砂岩气层识别方法。
所以应用于致密砂岩气层识别的方法种类比较繁多,经过分析对比可以把前人提出的各种方法归为以下几大类。
311 孔隙度方法31111 三孔隙度差值法和比值法天然气的密度大大低于油和水的密度,因此天然气层的密度测井值低于地层完全含水时的地层密度;天然气的含烃指数远低于1 ,因此天然气层中子测井值比它完全含水时偏低;地层含气后岩石纵波时差可能高于其完全含水时的纵波时差。
这就是用三孔隙度差值法和比值法识别天然气的物理基础。
定义: P1 =ΦD +ΦS - ΦNP2 = (ΦD +ΦS ) / 2ΦN式中:ΦD 、ΦS 、ΦN 分别为密度、声波、中子孔隙度。
令P3 = P2 - 1 , 当P1 > 0 或P3 > 0 时,指示为气层;反之则指示为非气层。
31112 四孔隙度比值法定义r4 = (φD +φS ) / (φN +φR )φR = (1 - V sh )RW R wsh / RtV sh R w + (1 - V sh ) Rwsh令R4 = r4 - 1 , 当R4 > 0 时, 指示为气层; 否则为非气层。
式中:ΦD 、ΦS 、ΦN 分别为密度、声波、中子孔隙度。
2) 视孔隙度比值法①含气指数法:天然气的存在使得声波孔隙度和密度孔隙度增大,而中子孔隙度减小,定义比值Qc (QC =φsφn /φ2n ) 可作为气层的指示指标。
当Qc 大于1 时, 指示为气层;当Qc 小于1 时,指示为非气层。
②含气当量法: 含气当量Qg 定义为Qg =2φs / (φN +φD ) , 式中φs 、φN 、φD 、分别为声波、中子、密度孔隙度。
当Qg 大于1 时, 指示为气层;当Qg 小于1 时, 指示为非气层。
该方法既能消除泥质的影响, 又能突出天然气的影响, 而且Qg越大含气饱和度越高。
31312 视流体识别指标法和地层含气指标法视流体识别指标法是利用气层在密度测井和声波测井曲线上的不同响应特征来识别气层的,其基本原理如下:1) 根据密度测井和声波时差测井求取视流体密度(ρf a ) 和视流体时差(Δtf a )ρf a =ρma - (ρma - ρb) / <tΔt f a = Δt ma + (Δt - Δt ma ) / <t式子中ρma为地层骨架密度;Δtma 为地层骨架声波时差; <t 为地层总孔隙度。
2) 计算地层视流体识别指标( P F)PF =Δt f aΔt f-ρf aD f/ρf aD f式子中, Δtf —地层流体声波时差值; Df —地层流体密度值。
当地层含气时,声波时差Δtf a 增大, 而密度ρf a 降低, 从而使P F > 0 ; 当地层含水时,Δtf a =Δtf ,ρf a =ρf ,所以P F = 0 ;当地层不含流体时P F< 0 。
地层含气指标法是利用声波、中子和密度测井进行气层识别的,其计算公式如下:Fg =ρma - ρbρma - ρf-ΦN maΦN f+Δt - Δt maΔt f - Δt ma-ΦN - ΦN maΦN f式子中, Fg 为地层含气指标;ρma 、ρf 、ρb 为地层骨架、流体及地层密度测井值(单位:g/ cm3 ) ,ΦN ma 、ΦN f 、ΦN 为地层骨架、流体含氢指数以及地层中子测井值( %) 。
其识别气层的原理是:当储气孔隙中含有天然气时,ρb 降低,ΦN 降低而Δt 升高, 从而Fg >0 。
所以,该方法是基于气层的“挖掘效应”的。
因此,当气层“挖掘效应”明显时,该方法识别气层效果很好,但当“挖掘效应”不明显时,其识别结果就不理想,常常会误判或漏判气层。
而且由于公式中要用如流体参数和骨架参数,所以这两种参数值的大小也会影响到该方法的识别结果。
以上2 种方法的共同缺点是误判或漏判率高,无法区分气、水层。
314 其他识别方法31411 岩性密度测井识别天然气岩性- 密度测井同时测量两个地层参数:岩性测井是测量地层的光电吸收截面指数,密度测井是测量地层流体密度。
通过测井数据计算机处理,获得视骨架体积光电吸收指数和视骨架体积密度。
气层的视骨架体积光电吸收指数小于骨架体积光电吸收指数。
视骨架密度小于骨架体积密度。
两者均与有效孔隙度和含气饱和度有关。
值得说明的是,当钻井泥浆中加入重晶石时,测井Pe 值会受到影响,该方法就不适用了。
31412 热中子衰减时间测井找气热中子衰减时间测井是测量地层热中子衰减时间,通过测井数据处理获得地层热中子俘获截面。
该方法的一大优点是可以用于寻找套管井地层的天然气。
岩石孔隙中的天然气引起的热中子俘获截面减小,热中子衰减时间测井找气的方法是:用测量的地层热中子俘获截面同合成的水层热中子俘获截面作比较。
当测量的地层热中子俘获截面小于合成的水层热中子俘获截面时,直接显示是气层。
在泥质气层中,气层热中子俘获截面同样地小于水层热中子俘获截面。
31415 碳氧比测井资料识别气层碳氧比测井资料识别气层的方法是利用(俘获硅计数率) FCC 与CI(俘获伽马射线总计数与非弹性散射伽马射线总计数之比) 重叠,SO 与SOCO 交会的方法识别气层,既直观又有效。
地层中气体含氢量低,因而FCC 与CI 均为高值;油和水的含氢量高,故FCC 和CI 都是低值;而水的减速能力强一些,其FCC 和CI 值也更低一些。
另外还有一些识别气层的有效方法,如:利用核磁共振差谱图、移谱图等信息识别油气层;利用偶极横波成像测井可以准确探测到任何地层的纵波和横波信号,而纵横波的速度比可以指示天然气的存在。
李云省等(2003 年) 把灰色模式识别法和人工神经网络法用于川西北地区致密砂岩气层的识别,其识别结果表明:人工神经网络法比灰色模式识别法正确率要高一些。
赵彦超等(2003年) 利用测井资料,采用人工神经网络技术对致密砂岩的岩性进行了识别, 取得了较好的结果。
由此可见,针对不同地区的致密含气砂岩要选择特定的测井识别方法, 把常规方法和特殊方法相结合,再辅以智能化识别方法可以成倍地提高测井对致密砂岩气层的解释精度。
结论与建议总的来看,深层致密含气砂岩地层电导率低,而天然气也是低电导率,中浅层的电法测井解释方法不适合深层气解释。
气体的滑脱效应,粘滞阻力小,使得气层物性下限较低;天然气的可压缩性大,在超压钻进中,更易受泥浆浸染,从而使气层特有的低俘获中子、高声波时差等特征不明显,影响测井资料的解释,增加了气层识别难度。
直观识别法的优点是直观、简单,缺点是漏判率较高,尤其是当地层中有裂缝存在,气分布不均,岩石泥质含量较高时,该方法对气层指示不明显。
各种定量解释方法虽然处理资料效率高,也比较客观,但都有其局限性,必须在特定条件下使用才会奏效。
所以提出以下几点建议供测井工作者参考:①首先因为不同地区致密砂岩的岩性有较大差异,所以不能死搬硬套其他地区的方法,现在还没有一套绝对有效的识别致密砂岩气层的方法。
②在实际工作中,应该尽可能多地选用几种方法,综合多种测井资料进行气层识别,这样可以大大提高结果的可靠性。
③测井曲线校正:中深部致密地层测井曲线的气指示已变得不如浅部的明显。
这时若测井曲线质量不高,品质不好,很容易误解释,产生错误结论。
因此,一定要先对测井曲线进行测量误差评判和环境校正。
致密砂岩气层测井评价技术(2007)靳松伟 (长江大学地球物理与石油资源学院湖北荆州 434023) 致密砂岩岩气层有储集岩石结构复杂、物性条件差、孔隙度及渗透率低、非均质性极强、流体分异规律不明显等特点, 气水难以识别。
